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數控刀具的種類與特點分析

     數控加工刀具可分為常規刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發展方向。發展模塊化刀具的主要優點：減少換刀停機時間，提高生產加工時間；加快換刀及安裝時間，提高小批量生產的經濟性；提高刀具的標準化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴大刀具的利用率，充分發揮刀具的性能；有效地消除刀具測量工作的中斷現象，可采用線外預調。事實上，由于模塊刀具的發展，數控刀具已形成了三大系統，即車削刀具系統、鉆削刀具系統和鏜銑刀具系統。
    一、數控刀具的分類
     1、從結構上可分為
    （1）整體式
    （2）鑲嵌式　可分為焊接式和機夾式。機夾式根據刀體結構不同，分為可轉位和不轉位；
    （3）減振式　當刀具的工作臂長與直徑之比較大時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，多采用此類刀具；
    （4）內冷式　切削液通過刀體內部由噴孔噴射到刀具的切削刃部；
    （5）特殊型式　如復合刀具、可逆攻螺紋刀具等。
     2、從制造所采用的材料上可分為
    （1）高速鋼刀具　高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標準刀具。
    （2）硬質合金刀具　硬質合金刀片切削性能優異，在數控車削中被廣泛使用。硬質合金刀片有標準規格系列產品，具體技術參數和切削性能由刀具生產廠家提供。
        硬質合金刀片按國際標準分為三大類：P類，M類，K類。
        P類--適于加工鋼、長屑可鍛鑄鐵（相當于我國的YT類）
        M類--適于加工奧氏體不銹鋼、鑄鐵、高錳鋼、合金鑄鐵等（相當于我國的YW類）
        M-S類--適于加工耐熱合金和鈦合金
        K類--適于加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短屑可鍛鑄鐵、非鈦合金（相當于我國的YG類）
        K-N類--適于加工鋁、非鐵合金
        K-H類--適于加工淬硬材料
    （3）陶瓷刀具
    （4）立方氮化硼刀具
    （5）金剛石刀具
     3、從切削工藝上可分為
    （1）車削刀具　分外圓、內孔、外螺紋、內螺紋，切槽、切端面、切端面環槽、切斷等。
         數控車床一般使用標準的機夾可轉位刀具。機夾可轉位刀具的刀片和刀體都有標準，刀片材料采用硬質合金、涂層硬質合金以及高速鋼。
         數控車床機夾可轉位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內圓刀具、內螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。
         機夾可轉位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結構。
         常規車削刀具為長條形方刀體或圓柱刀桿。
         方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊固方式固定。圓柱刀桿是用套筒螺釘緊固方式固定。它們與機床刀盤之間的聯接是通過槽形刀架和套筒接桿來聯接的。在模塊化車削工具系統中，刀盤的聯接以齒條式柄體聯接為多，而刀頭與刀體的聯接是"插入快換式系統"。它既可以用于外圓車削又可用于內孔鏜削，也適用于車削中心的自動換刀系統。
         數控車床使用的刀具從切削方式上分為三類：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。
    （2）鉆削刀具　分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。
         鉆削刀具可用于數控車床、車削中心，又可用于數控鏜銑床和加工中心。因此它的結構和聯接形式有多種。有直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺紋聯接、模塊式聯接（圓錐或圓柱聯接）等多種。
    （3）鏜削刀具　分粗鏜、精鏜等刀具。
         鏜刀從結構上可分為整體式鏜刀柄、模塊式鏜刀柄和鏜頭類。從加工工藝要求上可分為粗鏜刀和精鏜刀。
    （4）銑削刀具　分面銑、立銑、三面刃銑等刀具。
       1、面銑刀（也叫端銑刀）面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結構和刀片機夾可轉位結構，刀齒材料為高速鋼或硬質合金，刀體為40Cr。
       2、立銑刀立銑刀是數控機床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時進行切削，也可單獨進行切削。結構有整體式和機夾式等，高速鋼和硬質合金是銑刀工作部分的常用材料。
       3、模具銑刀模具銑刀由立銑刀發展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結構特點是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質合金制造。
       4、鍵槽銑刀
       5、鼓形銑刀
       6、成形銑刀
    二、特殊型刀具
        特殊型刀具有帶柄自緊夾頭、強力彈簧夾頭刀柄、可逆式（自動反向）攻螺紋夾頭刀柄、增速夾頭刀柄、復合刀具和接桿類等。
       1、數控加工刀具的特點
          為了達到高效、多能、快換、經濟的目的，數控加工刀具與普通金屬切削刀具相比應具有以下特點：
      （1）刀片及刀柄高度的通用化、規格化、系列化。
      （2）刀片或刀具的耐用度及經濟壽命指標的合理性。
      （3）刀具或刀片幾何參數和切削參數的規范化、典型化。
      （4）刀片或刀具材料及切削參數與被加工材料之間應相匹配。
      （5）刀具應具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉位及拆裝的重復精度。
      （6）刀柄的強度要高、剛性及耐磨性要好。
      （7）刀柄或工具系統的裝機重量有限度。
      （8）刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。
      （9）刀片、刀柄的定位基準及自動換刀系統要優化。
           數控機床上用的刀具應滿足安裝調整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。